Rangkuman kelas 8

BAB 5
GERAK LURUS BERATURAN DAN
GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

A. Tujuan Um um

Mahasiswa memahami konsep tentang gerak lurus beraturan dan gerak lurus
berubah beraturan

B. Tujuan Khusus

¾ Mahasiswa dapat memahami tentang jarak dan perpindahan dari gerak
¾ Mahasiswa dapat menghitung laju dan kecepatan rata-rata
¾ Mahasiswa dapat menghitung perlajuan dan percepatn rata-rata
¾ Mahasiswa dapat memahami tentang gerak lurus beraturan
¾ Mahasiswa dapat memahami tentang gerak lurus berubah beraturan.

5 .1 . Gerak Lurus Beraturan ( GLB)
Pada akhir kegiat an, diharapkan kit a dapat :
1. m em bedakan pengertian jarak dan perpindahan;
2. m em bedakan pengertian kelaj uan dan kecepatan;
3. m enghitung kelaj uan rata- rata suatu benda;
4. m enghitung kecepatan rata-rata suatu benda; dan
5. m enj elaskan percepatan rata- rata suatu benda.

5 .1 .1 . Ja r a k da n Pe r pin da h a n
Bayangkan kit a berada di pinggir j alan lurus dan panj ang. Posisi

Anda saat
itu di A.

Gam bar 5.1. Posisi benda dalam sum bu koordinat

Dari A, Anda berj alan m enuj u C m elalui B. Sesam painya Anda di C,
Anda m em balik dan kem bali berj alan lalu berhent i di B. Pada perist iw a
di atas, berapa j auhkah j arak yang Anda tem puh; berapa pula
perpindahan Anda? Sam akah pengertian j arak dengan perpindahan?
Dalam kehidupan sehari-hari kata j arak dan perpindahan digunakan
unt uk art i yang sam a. Dalam Fisika kedua kat a it u m em iliki art i yang
berbeda. Nam un sebelum kita m em bahas hal ini, kita pelaj ari dulu apa
yang dim aksud dengan gerak.

Seorang anak laki- laki berdiri di pinggir j alan, tam pak m obil
bergerak ke kanan m enj auhi anak tersebut. Anak tersebut
m elam baikan tangan.

Gam bar 5.2 Gerak berart i perubahan posisi benda

Andaikan Anda berada di dalam m obil yang bergerak
m eninggalkan tem an Anda. Dari waktu ke waktu tem an Anda yang
berdiri di sisi j alan itu sem akin tertinggal di belakang m obil. Artinya
posisi Anda dan tem an Anda berubah setiap saat seiring dengan
gerakan m obil m enj auhi tem an Anda itu.

Apakah Anda bergerak? Ya, bila acuannya t em an Anda at au
pepohonan di pinggir j alan. Anda diam bila acuan yang diam bil adalah
m obil yang Anda t um pangi. Mengapa? Sebab selam a perj alanan posisi
Anda dan m obil t idak berubah. Jadi, suat u benda dapat bergerak
sekaligus diam t ergant ung acuan yang kit a am bil. Dalam Fisika gerak
bersifat relatif, bergantung pada acuan yang dipilih. Dengan

FISIKA 1 / Asnal Effendi, MT 5.2

m engingat hal ini, cobalah Anda cerm ati uraian di bawah ini. Sebuah
bola digulirkan pada sebuah bidang dat ar lurus. Posisi bola set iap saat
diwakili oleh garis berskala yang disebut sum bu koordinat seperti pada
Gam bar 5.3.

Gam bar 5.3. Gerak pada sat u sum bu koordinat

Andaikan ada 2 bola yang digulirkan dari 0. Bola 1 digulirkan ke kanan
dan berhent i di B. Bola 2 digulirkan ke kiri dan berhent i di C. Anda
lihat pada gam bar 5.3, bahwa panj ang lintasan yang ditem puh oleh
kedua bola sam a, yaitu sam a-sam a 4 satuan. Nam un bila diperhatikan
arah gerakannya, kedua bola berpindah posisi ke arah yang
berlawanan. Bola 1 berpindah ke sebelah kanan O, sedangkan bola 2
ke sebelah kiri O.

Jarak t idak m em persoalkan ke arah m ana benda bergerak, sebaliknya
perpindahan tidak m em persoalkan bagaim ana lintasan suatu benda
yang bergerak. Perpindahan hanya m em persoalkan kedudukan, awal
dan akhir benda it u. Jarak adalah besaran skala, sedangkan
perpindahan adalah vektor. Dua benda dapat saj a m enem puh j arak ( =
panj ang lintasan) yang sam a nam un m engalam i perpindahan yang
berbeda seperti pada contoh ini. Dalam hal ini dapat dikatakan bahwa
j arak m erupakan besar perpindahan. Bila kem udian ada bola 3
bergerak dari O ke kanan, sam pai di D lalu m em balik bergerak ke kiri
m elewati O lalu berhenti di E seperti pada gam bar 5.4, bagaim anakah
dengan jarak dan perpindahannya?

FISIKA 1 / Asnal Effendi, MT 5.3

Gam bar 5.4. Perubahan posisi bola 3.

Jarak yang dit em puh bola adalah panj ang lint asan ODE = OD + DE.
Jadi

s = 6 + 9 = 15 satuan
Perpindahan bola adalah OE ( kedudukan awal bola di O, kedudukan
akhirnya di E) .

Jadi ∆ s = – 3 sat uan.
Perhat ikan t anda m inus pada ∆ s. Hal it u m enunj ukkan arah

perpindahan bola ke kiri dari t it ik acuan. Perlu dicat at pula bahwa
dalam contoh di atas perbedaan antara j arak dan perpindahan ditandai
baik oleh ada atau tidaknya “ arah” , tapi j uga oleh “ besar” kedua
besaran it u ( j arak = 15 sat uan, perpindahan = 3 sat uan) . Mungkinkah
j arak yang ditem puh oleh suatu benda sam a dengan besar
perpindahannya? Unt uk benda yang bergerak ke sat u arah t ert ent u,
m aka j arak yang ditem puh benda sam a dengan besar perpindahannya.
Misalnya bila benda bergerak lurus ke kanan sej auh 5 m , m aka baik
j arak m aupun besar perpindahannya sam a- sam a 5 m .

5 .1 .2 . Kelajuan dan Kecepatan Rata- rata
Fisika m em bedakan pengert ian kelaj uan dan kecepat an.

Kelaj uan m erupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan adalah
vektor. Kelaj uan adalah j arak yang ditem puh suatu benda dibagi
selang waktu atau waktu untuk m enem puh j arak itu, sedangkan
kecepatan adalah perpindahan suatu benda dibagi selang waktu untuk
m enem puhnya. Dalam bentuk
persam aan, keduanya dapat dituliskan:

V = s Rata-rata
∆t

FISIKA 1 / Asnal Effendi, MT 5.4

V = ∆s Persamaan kecepatan
∆t Rata-rata

Keterangan : V = laj u rata- rata benda ( m / s)

S = jarak yang ditempuh benda (m)
∆s = perpindahan benda ( m )

∆t = Wat u t em puh ( s)

Dalam kehidupan sehari- hari, kelaj uan m aupun kecepatan senantiasa
berubah- ubah karena berbagai sebab. Misalnya j alanan yang t idak
rat a. Oleh karenanya kit a dapat m engart ikan kelaj uan dan kecepat an
pada dua persam aan di atas sebagai kelaj uan rata- rata dan kecepatan
r at a- r at a.

Cont oh:
1. Budi berlari ke t im ur sej auh 20 m selam a 6 s lalu balik ke barat
sej auh 8 m dalam waktu 4 s. Hitung kelaj uan rata-rata dan
kecepatan rata- rata Budi !

Pe n y e le sa ia n

Kelajuan rata-rata

:
Kecepat an rat a- rat a ( anggap perpindahan ke Tim ur bernilai posit if, ke
Barat negatif) .

FISIKA 1 / Asnal Effendi, MT 5.5

Channel
Media Belajar I

GAYA DA

Pak Subhan

SMPN 5 Cipanas
Lebak, Banten

IPA

AN HUKUM NEWTON

IPA KELAS VIII
BAB II SEMESTER 1

Bermimpilah setinggi
langit, jika engkau jatuh,
engkau akan jatuh di
antara bintang-bintang

TUJUAN PEM

1. Me
2. Membedakan Gaya Sentuh
3. Menjelaskan Hukum Newton tentan

• Perhatikan, troli yang sedang bergerak berikut!

MBELAJARAN

endeskripsikan Konsep Gaya
dan Gaya Tak Sentuh

ng gerak

1. GAYA (Force)

• Gaya dapat diartikan sebagai
tarikan atau dorongan yang

menyebabkan suatu benda
bergerak.
• Gaya merupakan besaran

vektor
• Satuan gaya adalah Newton

Pengaruh gaya

1. Menyebabkan benda
diam menjadi bergerak
dan sebaliknya

2. Meruba
kecepat

“Sukses tidak akan
menampakkan dirinya
pada orang-orang yang
malas”

a terhadap benda:

3. Merubah bentuk benda

ah arah dan
tan benda

2. Jenis-jenis Gaya

Gaya Sentuh karena
secara
Gaya yang timbul
persentuhan benda
langsung.

a

Gaya Tak Sentuh

Gaya yang terjadi antara dua benda
yang tak bersentuhan (tidak ada
kontak fisik).

Yang termasuk gaya tak sentuh adalah:

Gaya Gaya Gaya
Magnet Gravitasi Listrik

3. HUKUM NEWTON

• Sir Isaac Newton, merup

dikenal sebagai Hukum
• Hukum Newton ad

pada suatu benda dengan

a. Hukum Newton I

“Jika resultan gaya yang bekerja pada
benda adalah 0 N, maka benda akan
bergerak dengan kecepatan tetap atau
benda akan diam.”

“Tidak ada orang
hebat yang malas

untuk belajar”

pakan ilmuwan fisika yang menjabarkan 3 hukum tentang gerak, yang

m Newton

dalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang bekerja
n gerak yang disebabkannya.

Perhatikan tayangan berikut!

Hukum
Newton I

Inersia atau kelembaman benda,

yaitu kecenderungan semua benda

untuk bertahan pada keadaan geraknya.

b. Hukum Newton II

“Jika terdapat resultan gaya

yang bekerja pada benda maka
benda tersebut akan mengalami

percepatan.”

Perhatikan gambar berikut!

Ehhm, kira-kira
lebih cepat mana

ya?

Secara matematis, Persamaan Hukum Newton II

“Hidup hanya
sekali, hiduplah

yang berarti”

Soal –s
Hukum Ne

soal
ewton II

PRUntuk kalian kerjakan!

2. Sebuah gambar mobil, dengan keterangan

besaran-besaran yang diketahui, tentukan
gaya yang diperlukan untuk mendorong
mobil !

Tuhan tidak mengharuskan
kita sukses, Tuhan hanya
mengharapkan kita
mencoba

c. Hukum Newton III

aksi“Jika ada gaya yang bekerja oleh

benda 1 ke benda 2, maka akan terdapat

gaya reaksi yang bekerja oleh benda 2

ke benda 1 dengan besar gaya sama
tetapi arah berlawanan”

Secara matematis!

“Lakukan yanag terbaik untuk
masa depanmu, karena orang
lain takkan melakukannya
untukmu”

h Perhatikan gambar-gambar berikut!
t

2

a

Be the next

scientist !!!

“Barangsiapa tidak mau merasakan
pahitnya belajar. Ia akan
merasakan hinanya kebodohan
sepanjang hidupnya.”

BAB II USAHA DAN PESAWAT SEDERHANA

II. Usaha
II.1. Pengertian Usaha

Dalam kehidupan sehari-hari, usaha mempunyai arti yang luas yaitu segala sesuatu yang dikerjakan pada
suatu benda.
Misalnya : kuda menarik gerobak, Toni mendorong meja.

Dalam fisika usaha didefinisikan sebagai perkalian antara besar gaya yang menyebabkan benda berpindah
dengan besar perpindahan benda yang searah dengan arah gaya itu.

Usaha = gaya x perpindahan Dimana :
W=F.s W = usaha (Nm atau J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)

Ex :
Seorang anak mendorong meja dengan gaya 10 N kekanan sehingga meja bergerak sejauh 2 m. Berapakah
usaha yang dilakukan anakntersebut?

Dik : F = 10 N
s=2m

Dit : W
Jawab : W = F . s

= 10 N . 2 m
= 20 Nm = 20 J

II.2. Usaha oleh beberapa gaya

Misalkan pada suatu benda bekerja n gaya yang masing-masig melakukan usaha sebesar W1, W2, W3, …, Wn.
Usaha total gaya-gaya ini sama dengan jumlah usaha yang di lakukan oleh masing-masing gaya

W = W1 + W2 + W3 + …,+ Wn

Ex :

Tiga anak saling mendorong meja, dua anak mendorong meja dengan gaya asing-masing 20 N ke kanan dan
seorang anak mendorong meja kekiri dengan gaya 30 N. Jika meja bergeser ke kanan sejauh 2 m, berapakah
kerja total ketiga anak tersebut?

Dik : F1 = F2 = 20 N kekanan
F3 = 30 N kekiri
S = 2 m kekanan

Dit ; Wtotal
Jawab :

W total = (F1 + F2 – F3) . s
= (20 + 20 – 30) . 2
= 10 . 2 = 20 Nm = 20 J

Dalam fisika, pesawat sederhana adalah segala jenis perangkat yang hanya membutuhkan satu gaya untuk
bekerja. Kerja terjadi sewaktu gaya diberikan dan menyebabkan gerakan sepanjang suatu jarak tertentu.
Kerja yang timbul adalah hasil gaya dan jarak. Jumlah kerja yang dibutuhkan untuk mencapai sesuatu bersifat
konstan, walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat dikurangi dengan
menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh. Dengan kata lain, peningkatan jarak akan
mengurangi gaya yang dibutuhkan. Rasio antara keduanya disebut keuntungan mekanik.

Secara tradisional, pesawat sederhana terdiri dari:

1. Tuas atau pengungkit

Tuas adalah pesawat sederhana yang berbentuk
batang keras sempit yang dapat berputar di sekitar
satu titik.

Besarnya usaha untuk mengungkit bebas
lb lk kuasa (F)

Beban (W) Dimana :
F = kuasa (N)
Wmasukan = Wkeluaran W = beban (N)
WF = WW lk = lengan kuasa
lb = lengan beban
F . lk = W . lb

Keuntungan mekanis = beban = W
kuasa F

Macam – macam tuas

a. Tuas kelas pertama

Tuas kelas pertama titik tumpu berada diantara kuasa dan beban.

b. Tuas kelas kedua

Tuas kelas kedua kuasa dan beban berada pada sisi yang sama dari titik tumpu dan
beban lebih dekat ketitik tumpu daripada kuasa.

c. Tuas kelas ketiga

Tuas kelas ketiga kuasa dan beban berada pada sisi yang sama dari titik tumpu dan
kuasa lebih dekat ktitik tumpu daripada beban.

2. Bidang miring

Bidang miring adalah suatu permukaan miring yang penampangnya
berbentuk segitiga, dan dpat digunaan sebagai pesawat sederhana.

Perhitungan bidang miring

Keuntungan mekanis = beban = W

hs F kuasa F
W Keuntungan mekanis = panjang = s

tinggi h

a. Baji
Baji adalah pesawat sederhana yang prinsip kerjanya sama dengan bidang miring. Baji merupakan dua
bidang miring yang disatukan.

Baji terbuat dari bahan keras, misalnya besi atau baja. Baji digunakan untuk membelah kayu, membelah
batu, atau benda keras lainnya. Semakin tipis bentuk baji, semakin mudah kerja yang dilakukan. Contoh
alat-alat yang sering di jumpai yang menggunakan prinsip baji.

b. Sekrup
Sekrup adalah alat yang digunakan untuk memudahkan kerja. Sekrup merupakan bidang miring yang

dililitkan pada sebuah tabung sehingga lilitannya berbentuk spiral. Jarak antara ulir-ulir lilitan sekrup
disebut interval sekrup. Untuk membuktikan bahwa sekrup merupakan penerapan bidang miring.

Pesawat sederhana yang sering kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari yang prinsip kerjanya
berdasarkan sekrup adalah dongkrak mobil mekanik, paku ulir, dan baut.

AB C

Prinsip kerja sekrup digunakan pada (a) baut, (b) paku ulir, dan (c) dongkrak.

3. Katrol

Katrol adalah mesin sederhana yang terdiri dari sebuah roda beralur dimana seutas
tali atau rantai dapat bergerak ulang-alik.

Katrol Tetap
Katrol tetap adalah suat katrol yang penggeraknya (katrolnya) tidak berpindah, tetapi
hanya berputar saja.

Pada katrol dibawah ini titik pusat katrol (titik O) dianggap sebagai titik peumpu,
panjang AO sebagai lengan kuasa dan BO sebagai lengan beban.

Jadi pada katrol tetap berlaku :

AB F = W . lb = W . BO
O lk AO

F Karena AO = BO maka :
F =W

W

Kentungan mekanik : Karena dalam karol tetap F = W maka keuntungan mekaniknya adalah satu

Keuntungan mekanik = W
F

Katrol Bergerak
Katrol bergerak adalah suatu katrol yag penggeraknya (karolnya) ikut bergerak bersama beban.

F Pada katrol bergerak benda yang aka diangkat digantungkan pada poros
BOA katrol. Pada katrol bergerak titik tumpunya adalah titik B. AB dianggap
sebagai lengan kuasa dan AO sebagai lengan bebannya. Berlaku :

F = W . lb = W . AO
lk AB

AO adalah jari jari katrol dan AB adalah diameternya, maka AB = 2 AO.

Karena dalam katrol bergerak F = ½ W. maka keuntungan mekaniknya
adalah dua.

W

Katrol Takal
Takal adalah katrol majemuk yang terdiri atas katrol-katrol tetap dan katrol-katrol
bergerak. Takal biasa digunakan untuk mengangkat beban yang berat. Takal dapat
menggunakan dua katrol di mana satu sebagai katrol tetap dipasang di atas dan
satu lagi sebagai katrol bergerak. Takal juga dapat menggunakan tiga atau empat
katrol.
Perhatikan gambar disamping! Keuntungan mekanik tergantung jumlah katrol dan
tali yang menanggung beban.

4. Gigi Roda
Gigi roda merupakan contoh pesawat sederhana. Gigi roda banyak digunakan pada mesin-mesin mobil,
sepeda motor, dan sepeda. Pernahkah kamu memperhatikan ketika kamu naik sepeda? Ketika kamu

melewati tanjakan, sepeda kamu akan terasa berat. Hal ini dikarenakan tarikan gaya
gravitasi yang bekerja pada badan dan sepedamu. Sepeda masa kini telah dilengkapi
dengan gigi roda yang lebih dari satu. Gigi roda ini berfungsi meningkatkan atau
menurunkan putaran. Ketika sepeda akan melewati tanjakan, kamu pasti
memindahkan gigi roda belakang sedemikian rupa sehingga rantai akan terhubung
dengan gigi roda yang paling besar. Gigi roda depan yang berhubungan langsung
dengan pedal tempat mengayuh pun diubah sedemikian rupa sehingga rantai akan
terhubung pada gigi roda yang paling kecil. Hal ini mengakibatkan laju sepeda akan melambat, tetapi kamu
akan merasakan kayuhan kakimu menjadi ringan. Sehingga dengan gaya sama seperti digunakan untuk
mengayuh sepeda pada jalan datar, kamu dapat melewati tanjakan